Железо – основа цивилизации. Вехи человеческой истории меряются Каменным, Бронзовым, Железным веком. Последний. несмотря на развитие полимерных синтетических материалов, продолжается и по сей день. Сегодня, в эпоху развитой промышленности, металл настолько ценен для экономики любой мировой державы, что существует понятие «металлический фонд страны», наравне с золотым резервом.
Недаром новости в советское время начинались с отчета, сколько миллионов тонн чугуна выплавлено в стране. А количество килограммов железа, приходящегося на душу населения – мировой критерий экономического благосостояния страны. Экономисты считают, что страну можно причислить к развитым, если на душу населения приходится около 7 тонн металла. К 1985 году СССР по этой характеристике входил в число мировых лидеров: на каждого жителя приходилось почти 10 тонн металла.
Сегодня новости, в основном, о том, что прорвало канализацию в доме Бреда Пита, и нужную информацию еще поискать придется. А жаль: согражданам было бы поучительно узнать о том, что в сегодняшнем мире на душу россиянина металла причитается только 4,6 тонн.
Любая известная нам сталь, будь то черная или нержавеющая, это не железо в чистом виде. Это сплав железа с углеродом. А добавление в сплав других компонентов, помимо углерода – легирование, изменяет химические и физические свойства стали, делая ее пригодной для самых разных целей промышленности.
Сплав, позже названный нержавеющей сталью, был открыт Гарри Бреарли в 1913 году. Способность противостоять коррозии металла – имеется в виду, химико-физический процесс разрушения металлов при взаимодействии с водой, кислородом и иными агрессивными веществами, а не советская трэш-метал группа, сплаву придает легирование.
Востребованные характеристики – стойкость к появлению ржавчины, металлическому сплаву дает наличие в его составе довольно большого – более 12%, количества хрома. На поверхности металла при взаимодействии с кислородом, происходит процесс пассивации: образуется тонкая пленка оксида хрома, которая и делает сталь нержавеющей – то есть, неподверженной коррозии.
Общемировые объемы выплавляемой нержавеющей стали достигают 25 миллионов тонн в год. Производится несколько видов нержавеющих сталей, с различной степенью стойкости к атмосферному влиянию и воздействию агрессивных сред, с параметрами жаростойкости. Вся выпускаемая продукция различается по маркам нержавеющей стали. Марки нержавеющей стали и их характеристики описываются ГОСТами. Производителями и продавцами металлов стандартизированные марки сплавов собраны в специальных справочниках.
Нержавеющие стали делятся на:
Для производства бытовых предметов, к примеру, нержавеющей посуды, медицинских инструментов, оборудования для пищевой промышленности и прочих отраслей, где детали подвергаются незначительным влияниям агрессивных сред, применяются марки антикоррозийных сталей.
Для более серьезных условий – химической, нефтегазовой промышленности, применяются жаростойкие нержавеющие сплавы. Они устойчивы к более жестким химическим условиям и высоким температурам – как известно, скорость любой химической реакции, и коррозии, в том числе, увеличивается с повышением температуры. Жаропрочные, помимо этого, еще и не теряют механической прочности при больших температурах.
От состава легирующих добавок – помимо хрома в состав не подверженных коррозии сплавов вводятся и другие компоненты: молибден, никель, марганец, и пр., и их процентного содержания, а также способа получения сплава, меняются характеристики материала. Химический состав отражен в маркировке сплава.
В российской классификации принято маркировать сплавы буквенно-цифровым сочетанием, где буквы отображают основной химический состав, а цифры – его процентное содержание. Так, например, марка 12х18н10т (упраздненное написание Х18Н10Т) означает, что в составе сплава 0,12% углерода, 18% хрома и 10% титана. Это основной состав. Кроме указанных веществ в этом сплаве есть кремний, марганец, сера, фосфор и медь. Ну и железо, само собой.
Хром сообщает сплаву основные пассивирующие свойства, никель имеет повышенную стойкость к воздействию кислот, и в сплаве сообщает эти свойства металлу, титан уменьшает склонность сплава к межкристаллической коррозии. Сплав 12х18н10т – это марка конструкционной криогенной стали. Она подходит для производства изделий, взаимодействующих в агрессивных химических средах – кислотах, щелочах, растворах солей.
Изделия способны выдерживать температуры до 600°C, а при воздействии агрессивной среды – до 355°C. Нержавеющая сталь марки 12х18н10т используется для производства трубопроводов, рассчитанных на высокое давление, для емкостей, работающих с агрессивными растворами, деталей печей и выхлопных систем автомобилей, и еще во многих других отраслях.
Единой мировой классификации и маркировки сплавов нет. Почти каждая страна, выпускающая металл, имеет свою маркировку. На нашем рынке обычно используется американская маркировка нержавеющей стали. Она имеет буквы AISI и цифры. Буквы – аббревиатура от названия «Американский институт чугуна и стали».
Самыми широко распространенными видами нержавейки для бытовой сферы применения является нержавеющая сталь марки AISI 304 (по российской маркировке — 08Х18Н10), AISI 316 (10Х17Н13М2), AISI 316Т (10Х17Н13М2Т), AISI 321 (12-08Х18Н10Т). Это так называемые марки пищевой нержавеющей стали – изделия из этих сплавов используются в оборудовании пищевой промышленности, изготовлении тары под перевозку пива, молока, и других пищевых жидкостей, производства бытовой посуды. Подходит она и для изготовления медицинских инструментов.
На детали протезов и имплантатов применяют марку AISI 430 (12Х17) или AISI 420 (40Х13). Собственно, названия, вроде: «пищевая», «медицинская», «хирургическая», «оружейная» — не более чем маркетинговый ход. Таких марок стали не существует. Для указанных целей применяются различные сплавы, чьи свойства отвечают требованиям, предъявляемым в этих отраслях.
Чтобы понять, какая марка нержавеющей стали вам требуется, нужно знать условия работы изделия, и подбирать соответствующую марку в справочнике. Эти параметры регламентируются ГОСТ 5632-72 о высоколегированных сталях и сплавах – коррозийно-стойких, жаростойких и жаропрочных.